MỤc lục I. TỔng quan về MÀng hóa dùng làm cảm biến khí (trang 1)

ZnO:Ga, SnO2:Sb -> nhạy hơi cồn…..

• 
  Màng chống ăn mòn:
  

Al-SiO2, Al2O3:Mg……

• 
  Màng ngăn khuếch tán:
  

ZnAl3 (Al/Au)

TiN, TiO2 dạng tinh thể hay vô định hình (PbTiO3/Si)……
<sup>Có nhiều phương pháp tạo màng hóa, tùy vào từng loại chất tạo màng,ứng dụng của màng,điều kiện sẵn có mà ta sử dụng phương pháp phủ cho phù hợp.

Đối với màng nhạy khí (ZnO:Ga, SnO2:Sb) yêu cầu cấu trúc màng phải có độ xốp và bề mặt gồ ghề để tăng độ nhạy khí. Do đó ta có thể sử dụng các phương pháp sau: solgel (rất phù hợp), phun nhiệt phân (spray pyrolysis), phún xạ, CVD, CCVD, PLD, EPD… Màng nhạy với các ion H trong nước để xác định độ pH của dung dịch như Al2O3,Ta2O5 có thể được phủ bằng phương pháp PLD ( pulse laser deposition), với Si3N4 có thể sử dụng phương pháp PECVD hay LPCVD

Đối với màng chống ăn mòn (màng Al-Mg, Cd) yêu cầu màng phải có độ bám chặt cao do đó phương pháp phún xạ có vẻ tối ưu. Ngoài ra có thể sử dụng các phương pháp khác như: TVA, ALD(atomic layer deposition,PECVD, PLD(pulse laser deposition)…..

Màng ngăn khuếch tán đòi hỏi tính trơ và độ dính chặt cao, vàng đáp ứng tốt yêu cầu này nhưng quá đắt, có thể sử dụng các chất khác như Al,Cr (độ dính tốt), hợp kim….Ví dụ như màng Ti5Si3 làm lớp ngăn khuếch tán giữa mặt silic và lớp phủ đồng. Có thể sử dụng phương pháp phún xạ, CVD, ALD…

PHƯƠNG PHÁP SOLGEL:

Quá trình solgel được biết từ rất lâu và rất phổ biến, là một phương pháp hóa học ướt tổng hợp ướt tổng hợp các phần tử huyền phù dạng keo rắn (precursor) trong chất lỏng và sau đó tạo thành nguyên liệu lưỡng pha của bộ khung trong chất rắn, được chứa đầy dung môi cho đến khi xảy ra quá trình chuyển tiếp Sol-Gel. Các alkoxide M(RO) là lựa chọn đầu để tạo ra dung dịch solgel với các xúc tác thích hợp, có thể là axit hoặc bazơ sẽ cho ra các kết cấu khác nhau trong dung dịch và từ đó ảnh hưởng lên cấu trúc màng chúng ta nghiên cứu.

Thiết bị tạo màng đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp và có thể tạo màng có độ tinh khiết cao từ vật liệu ban đầu, bên cạnh đó phương pháp có nhiều ứng dụng trong việc tạo màng bảo vệ, màng có tính chất quang học, tạo màng chống phản xạ, bộ nhớ quang, màng đa lớp tạo vi điện tử, tạo kính giao thoa. Đó là các yếu tố khiến cho việc đầu tư phương pháp này dễ dàng. Các alkoxide kim loại là sự lựa chọn thích hợp cho việc tạo dung dịch solgel dựa trên hiện tượng thủy phân và ngưng tụ.</sup>

Trong các phương pháp tạo màng solgel có tính nhạy khí phương pháp solgel có những ưu điểm sau: có thể điều khiển được tính chất, vi cấu trúc, cấu trúc định hướng tinh thể và hình thái bề mặt của màng. Do đó dễ dàng tạo màng có cấu trúc xốp và bề mặt gồ ghề tăng cường tính nhạy khí của màng.

Qui trình tạo màng (gồm 3 qui trình):

1. 
   Tạo dung dịch solgel:
   Quá trình tạo dung dịch solgel dựa trên hiện tượng thủy phân và ngưng tụ
   

• 
  M(OR)+H2O -> M(OH) + R(OH) (thủy phân)
  
• 
  2M(OH)-> MOM + H20 (ngưng tụ)
  
• 
  M(OH)+M(OR)->MOM+ROH (ngưng tụ)
  

Thủy phân:

(C2H5O)3-Si-OC2H5 + H2O -> (C2H5O)3-Si-OH + C2H5OH

Ngưng tụ:

(C2H5O)3-Si-OH + OH-Si- (OC2H5)3  -> (C2H5O)3-Si-O-Si-(OC2H5)3

2. 
   Tạo màng:
   Có nhiều kĩ thuật tạo màng từ phương pháp solgel: kĩ thuật nhúng (dip coating), , dòng chảy (flow coating), kĩ thuật phun (spray coating)…
   KĨ THUẬT PHỦ NHÚNG:
   
   
   Kĩ thuật nhúng đươc mô tả như hình vẽ. Đế được nhúng trong dung dịch chất lỏng và rút lên từ từ. Độ dày của màng phụ thuộc vào tốc độ rút đế, độ nhớt của chất lỏng và các chất chứa trong chất lỏng, ngoài ra còn phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ môi trường . Nếu chiều rút đế chính xác theo phương thẳng đứng thì độ dày của màng được xác định theo công thức Landau-Levich:
   
   
   Каталог: Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu -> Semina%20tren%20lop
   Semina%20tren%20lop -> BÀi tập quang phổ laser trên lớp cao học quang đIỆn tử K18 Bài 1
   
   
   
   tải về 7.74 Mb.
   
   Chia sẻ với bạn bè của bạn: